| Запровадження………………………………………………………………… | 3 |
| 1. Хімічні волокна………………………………………………… | 5 |
| 1.1. Поняття технології виготовлення хімічних волокон.. | 5 |
| 2. Природні волокна…………………………………………………. | 7 |
| 2.1. Волокна рослинного походження……………………. | 7 |
| 2.2. Волокна тваринного походження………………………… | 8 |
| 2.3. Волокна мінерального походження…………………….. | 9 |
| 3. Синтетичні волокна……………………………………………… | 10 |
| 3.1. Полиамидные волокна……………………………………….. | 10 |
| 3.2. Полиэфирные волокна……………………………………….. | 12 |
| Список використаної літератури | 15 |
Запровадження.
Останні 100 років населення Землі подвоїлася. Але ще більше зросли потреби людей. Вироблення природних волокон – вовни, бавовни, натурального шовку, льону, конопель – стала помітно відставати попиту. Так, за останні 40 років, вона зросла тільки 25%, а попит – на 100%.
Усунути це невідповідність допомогла хімія. Щороку на заводах виробляється мільйони кілометрів штучного шовку та інших хімічних волокон з природної целюлози або з вугілля, вапняку, кухонної солі та води. Сьогодні частка хімічних волокон у спільній їх виробленні становить вже з більш 28%. Останні 15 років обсяг світового виробництва волокон зріс у 3 разу.
Величезне значення хімічних волокон очевидно. У насправді, якщо витрати на виготовлення синтетичного полиамидного шовку б сприйняти як 100%, то тут для штучного вискозного шовку становитимуть 60%, для вовни 450%, а натурального шовку ще більше – 25000%!
Вовну на вівці за 3 місяці відростає загалом на 30 мм. На заводі хімічного волокна прядильна машина за 1 хвилину витягує до 5000 м нитки!
На міжнародної ярмарку у Лейпцизі увагу відвідувачів привернула до собі вивіска над павільйоном однієї англійської фірми, торгуючої текстильними виробами. Розпорядженням управляючого цієї фірмою, з величезних літер було зібрано слова: «Вовну не можна замінити нічим!» Ви що ж, йому не можна відмовити у вмінні рекламувати свій товар. Однак це бізнесмен не врахував, що у тієї ж саму виставку за іншими павільйонах було винесено чудові тканини, виготовлені в цілому або з синтетичних волокон; прядиво і нитки, які мають такими достоїнствами, яких в натуральних волокон.
Навіть затяті скептики, які раніше було так і вже мало — в останні роки могли навіч переконатися, що цельносинтетические волокна за міцністю, стійкості до води, погоді, світу, бактеріям і комахою, еластичності й уміння захищати від холоду часто перевершують волокна природного походження – шерсть, бавовну й шовк.
Хіміки у багатьох країнах безупинно трудяться створення нових волокон та різким поліпшенням якості вже. Не відстають від нього і технологи. Змінюючи склад сировини й технологію її переробки, вони покращують якість тканин та надають їм ряд особливостей, наприклад, роблять їх водоотталкивающими або теряющими форму. У результаті міжнародному ринку невпинно з’являються нові марки тканин.
Усього хіміки вже запропонували майже 1000 різних типів синтетичних волокон, проте їх лише кілька виробляються промисловістю у крупних масштабах. Нині найбільше значення мають чотири типи волокон: полівінилхлоридні, полиамидные, полиакрилонитрильные і поліефірні.
Вибір саме цих волокон обумовлений як хімічними, фізичними і технологічними чинниками, а й, передусім, економічними причинами. При масовому виробництві сировину обов’язково має бути дешевим і легко доступним. З іншого боку, необхідно, щоб властивості кінцевих продуктів можна було варіювати в межах. Згадані типи волокон задовольняють всього цього вимогам.
Перше цельносинтетическое волокно випустили промисловістю в 1934 р. під назвою волокно РС.
1. Хімічні волокна
Хімічні волокна діляться штучні і синтетичні. Штучні волокна виготовляють з природних високомолекулярних сполук, переважно з целюлози. Синтетичні волокна виготовляють з синтетичних високомолекулярних сполук.
Хімічні волокна виготовляються як безкінечною нитки, що з багатьох окремих волокон або з одного волокна, або ж вигляді штапельного волокна – коротких відрізків (штапелек) некрученого волокна, довжина яких відповідає довжині волокна вовни чи бавовни. Штапельное волокно аналогічно вовни чи хлопку служить полупродуктом щоб одержати пряжі. Перед прядением штапельное волокно то, можливо змішано з вовною чи бавовною.
1.1. Поняття технології виготовлення хімічних волокон.
Перша стадія процесу виробництва будь-якого хімічного волокна залежить від приготуванні прядильної маси, що у залежність від фізико-хімічних властивостей вихідного полімеру отримують розчиненням їх у підходящому розчиннику чи перекладом їх у розплавлене стан.
Отриману в’язку рідина старанно очищають багаторазовим фільтруванням і видаляють тверді частинки й бульбашки повітря. У разі потреби розчин (чи розплав) додатково обробляють – додають барвники, піддають «дозрівання» (выстаиванию) та інших. Якщо кисень повітря може окислити высокомолекулярное речовина, то «дозрівання» проводять у атмосфері інертного газу.
Друга стадія полягає у формуванні волокна. Щоб сформувати розчин чи розплав полімеру з допомогою спеціального дозирующего устрою подається в так звану фильеру. Фильера є невеличка посудина з міцного теплостійкого і хімічно стійкого матеріалу із пласким дном, у яких велика кількість (до 25 тис.) маленьких отворів, діаметр яких може коливатися від 0,04 до 1,0 мм.
При формуванні волокна з розплаву полімеру тонкі цівки розплаву з отворів фильеры потрапляють у простір, де їх розладнуються і затвердевают. Якщо формування волокна робиться з розчину полімеру, можуть бути застосовані два методу: сухе формування, коли тонкі цівки вступають у обогреваемую шахту, де під впливом циркулирующего теплого повітря розчинник зникає, і цівки затвердевают в волокна; мокре формування, коли цівки розчину полімеру з фильеры потрапляють у так звану осадительную ванну, у якій під впливом різних які у ній хімічних речовин цівки полімеру затвердевают в волокна.
В усіх випадках формування волокна ведеться під натягом. Це робиться здобуття права орієнтувати (розмістити) лінійні молекули высокомолекулярного речовини вздовж осі волокна. Якщо це ухилитися, то волокно буде набагато менш міцним. На підвищення міцності волокна його зазвичай додатково вибирають по тому, як він частково чи цілком отвердеет.
Після формування волокна складають у пучки чи джгути, які з багатьох тонких волокон. Отримані нитки промивають, піддають спеціальної обробці – мыловке чи замасливанию (для полегшення текстильної переробки) чи висушують. Готові нитки намотують на котушки чи шпули.
За виробництва штапельного волокна нитки ріжуть на відтинки (штапельки).
Штапельное волокно складають у стоси.
2. Природні волокна
Природні волокна – це натуральні текстильні волокна, які утворюються у природних умовах міцні і гнучкі тіла малих поперечних ж розмірів та обмеженою довжини, придатні виготовлення пряжі чи текстильних виробів (наприклад, нетканих).
Поодинокі волокна, не діляться в подовжньому напрямі без руйнації, називаються елементарними (волокна великий довжини – елементарними нитками); кілька волокон, подовжньо скріплених (наприклад, склеєних) між собою, називаються технічними. За походженням, яка визначає і хімічний склад волокон, розрізняють волокна рослинного, тварини мінерального походження.
2.1. Волокна рослинного походження
Волокна рослинного походження формуються лежить на поверхні насіння (бавовну), в стеблах рослин (тонкі стеблевые волокна – лён, раме; грубі – джут, пенька з конопель, кенаф та інших.) й у листі (жорсткі листові волокна, наприклад, манильская пенька (абака), сизаль).
Загальне назва стеблевых і листових волокон – луб’яні. Рослинні волокна є одиночні клітини з каналом у частині. За умов їх формуванні утворюється спочатку зовнішнє шар (первинна стінка), у якому поступово відкладаються кілька десятків шарів синтезирующейся целюлози (вторинна стінка).
Така структура волокон визначає особливості їх властивостей – відносно високу міцність, невеличке подовження, значну влагоёмкость, і навіть хорошу накрашиваемость, зумовлену великий пористість (30% і більше).
Найважливіша текстильне волокно – бавовну. Семена бавовнику, опушені волокном, називаються бавовною – сирцем. У його первинної обробці від насіння послідовно відривають бавовну – волокно (довжина > 20 мм), коротші волокна (пух, чи линт) і підпушок (делинт, довжина до 5 мм).
Склад хлопка-волокна (% щодо маси): целюлоза до 96%, пентозаны 1,5-2,0, жири й воски 1, азотомісткі і білкові речовини 0,3, зола 0,2-0,4. Пряжу від цього волокна застосовують (іноді у суміші коїться з іншими природними чи хімічними волокнами) розробки тканин побутового і технічного призначення, трикотажу (переважно білизняного і панчішного), гардинно-тюлевых виробів, мотузок, канатів, швейних ниток та інших. Безпосередньо з хлопка-волокна виготовляють нетканые і ватяні вироби. Бавовна нижчих сортів, пух і підпушок застосовують щоб одержати ефірів целюлози. Основні хлопководческие країни – країн СНД (близько 25% світового збору), Китай, США, Індія, Пакистан, Туреччина, Єгипет.
Лубяные волокна виділяють з рослин головним чином вигляді технічних волокон. Серед тонкостебельных волокон найбільш важливий льон (містить близько 80% целюлози, до 8% пентозанов, понад п’ять% лігніну), серед грубостебельных волокон основне значення мають джут (близько 70% целюлози, до 30% пентозанов і лігніну) і пенька. З лляний пряжі виготовляють білизняні та інші тканини, парусину, брезент, пожежні рукави, шнури, з так званої оческовой пряжі (одержуваної з відходів первинної обробки льону) – мішкові тканини, полотна, низькоякісну парусину і брезент. Льняное волокно часто застосовують у суміші сі хімічними, наприклад, полиэфирными, чи бавовною. Льноводство розвинене країн СНД (північно-західні області Росії, західна частина населення України, Білорусі, країн Прибалтики), у низці країнах Центральної та Північної Європи.
Грубостебельные волокна переробляють в товсту пряжу для мешочных і тарних тканин, і навіть для канатів, мотузок, шпагатов. Основні країни – виробники джуту – Індія, Бангладеш, Пакистан, Індонезія, Китай. Коноплеводство розвинене з СНД (європейська частина Росії, Україна, країни Середню Азію), багатьох країнах Західної Європи, Індії, Пакистані та інших. Листовые луб’яні волокна, використовувані в канатному виробництві, для плетива циновок та інших., виділяють з тропічних рослин, які ростуть у країнах Африки, Центральної Америки, в Індонезії, на Філіппінах та інших. Ці волокна успішно замінюються синтетичними.
2.2. Волокна тваринного походження
До волокнам тваринного походження ставляться вовну та шовк. Вовну – волокна волосяного покриву овець (майже 97% загального обсягу виробництва вовни), кіз, верблюдів та інших. тварин. У шерсті зустрічаються волокна наступних видів: 1) пух – найбільш тонка й пружне волокно з внутрішнім («корковым») шаром, слагающимся з веретеноподібних клітин, і зовнішнім лускатим шаром; 2) ость – більш товсте волокно, має також сердцевинный рихлий шар, що складається з рідко розташованих пластин, перпендикулярних до осі волокна; 3) перехідною волосся, у якому сердцевинный шар розташований за довжиною волокна переривчасто (займає за товщині проміжне значення між пухом і остю); 4) «мертвий» волосся – грубе, дуже товсте, жорстке і ламке волокно із дуже розвиненим серцевинним шаром. Овечью шерсть, що складається з волокон першого чи другої виду, називають однорідної, що складається з волокон всіх видів – неоднорідною.
Шерстяное волокно характеризується невисокою міцністю, великий еластичність і гигроскопичностью, малої теплопроводностью. Перерабатывают його (в чистому вигляді чи суміші з хімічними волокнами) в пряжу, з якої виготовляють тканини, трикотаж і навіть фільтри, прокладки тощо.
Шовк – продукт виділення шелкоотделительных залоз комах, у тому числі основне промислове значення має тут тутовый шовкопряд. Гусеница шовкопряда випускає нитку, що складається з цих двох елементарних фиброиновых ниток завтовшки близько 15 мкм кожна, склеєних іншим білковим речовиною – серицином. Укладывая нитку навколо себе, гусениця формує щільну багатошарову оболонку (кокон).
При размотке коконів з’єднують зазвичай 5-10 елементарних ниток, одержуючи шовк-сирець. Образующиеся у своїй відходи розривають на короткі відтинки і переробляють в пряжу. Шовк має міцні, еластичність, великим влагопоглощением, приємним матовим блиском, легкої накрашиваемостью. З шовкових ниток виробляють платьевые (креповые та інших.), декоративні і галстучные тканини, атласи, вишивальні нитки, з пряжі – різні полотна та інших.
2.3. Волокна мінерального походження
До волокнам мінерального походження ставляться азбести (найширше використовують хризолит-асбест), розщеплюючи які отримують технічні волокна. Перерабатывают їх (зазвичай, у суміші з 15-20% бавовни чи хімічних волокон) в пряжу, з якої виготовляють огнезащитные і хімічно стійкі тканини, фільтри та інших. Непрядомое короткий азбестове волокно використав виробництві композитів (асбопластиков), картонів та інших.
Обсяг світового виробництва природних волокон в 1980 р. становив (млн. т/рік): бавовну – 14,1, льон – 0,6, джут – 3,0, інші грубостебельные й жорсткі – 1,0, шерсть (мита) – 1,6, шовк-сирець – 0,05.
3. Синтетичні волокна
До синтетичним волокнам ставляться: полиамидные, полиакрилонитрильные, поліефірні, перхлорвиниловые, полиолефиновые волокна.
3.1. Полиамидные волокна
Полиамидные волокна, у багатьох відносинах переважали за якістю все природні і штучні волокна, завойовують дедалі більше визнання. До поширеним полиамидным волокнам, выпускаемым промисловістю, ставляться капрон і нейлон. Порівняно нещодавно отримано полиамидное волокно энант.
Капрон – полиамидное волокно, одержуване з поликапроамида, що утворюється при полімеризації капролактаму (лактама аминокапроновой кислоти):
Вихідний капролактам практично виходить двома шляхами:
1. З фенолу:
- Далі оксим циклогексана у кислому середовищі (олеум) зазнає перегрупування Бекмана, властиву оксимов багатьох кетонов. У результаті перегрупування стався розрив углерод-углеродной зв’язку й розширення циклу; у своїй атом азоту входить у цикл:
2. З бензолу:
Окисление циклогексана проводять киснем повітря на рідкої фазі при 130-140 o З повагою та 15-20 кгс / див2 у присутності каталізатора – стеарата марганцю. У цьому утворюються циклогексанон і циклогексанол у відсотковому співвідношенні 1:1. Циклогексанол дегенерирует до циклогексанона, а останній перетворюється на капротам описаним вище способом.
Під час будівництва нові й розширенні існуючих виробництв капролактаму використовуватиметься переважно друга схема його одержання. У цьому окислювання циклогексанона повітрям буде интенсифицировано рахунок підвищення температури реакції до 190-200 0 З, що дуже скоротить тривалість реакції.
Полимеризацию капролактаму ведуть за тими заводах, що виробляють синтетичне волокно. Капролактам перед полимеризацией розплавляють. Щоб запобігти окислення лактама процес полімеризації протікає при 15-16 кгс/см 2 за нормальної температури близько
